JPH0716084U - 四方弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作動中の磁気特性がよく、かつ弁と弁座との
シール安定性の確保が容易で弁体の破損もない、コンパ
クトな四方弁を提供する。 【構成】 上部に電磁石２８を配設した弁本体１２が、
円筒状のボディ１３と、弁座１４と、ボディ１３の内面
に配設されたプラスチックマグネット３２、ヨーク３９
および樹脂製の弁３８を組付けたローターアッシー３１
とからなると共に、弁座１４には導入口１６と導出口１
７ならびに二つの通孔が形成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、主として空気調和機の冷暖房の切換えに用いられる四方弁に関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

空気調和機の冷暖房サイクルには冷房運転時と、暖房運転時に冷媒の流れ方向 を切換えるために四方弁が使用されている。 そこで、この種の四方弁として従来、実開昭５４−１６５３２４号または特開 昭６１−６４６８号、さらには特公平３−３０７４９号などの考案や発明が知ら れている。

【０００３】 しかしながら、これらの従来の四方弁は、回路を切換えるためのメインの弁体 と、その弁体を作動するためのパイロット弁体で構成され、両者を結ぶ配管が必 要で、しかもメイン弁体は直線往復動タイプのものであり、ピストンの部品点数 が多く、構成が複雑で組立てに手間がかかり、また、冬期の暖房運転時にはパイ ロット弁の保持のために連続通電しなければならず、多くの電力消費を伴い不経 済であった。

【０００４】 また実開昭６３−１７０６６７号により、パイロット弁や、そのための配管を 必要とせず、構成が簡単で組立て易く、しかも電磁石に対する連続通電を必要と しない経済的な四方弁が提案された。 しかしながら、上記の提案の四方弁では弁体の上部外周に配設した永久磁石が 円弧状で弁体側面に自由保持される構造であったため、作動中に永久磁石が第１ 弁本体の内面に接触すると共に、二つの永久磁石がフエライト系であるため磁粉 が発生しやすく、この磁粉が空気調和機回転の目詰まりの原因になり、また永久 磁石を自由保持するため、組立時に不安定であるという問題があった。

【０００５】 さらに、電磁石の弁本体側面への取付けにより装置としてのコンパクト化にも 不都合があるなどの問題があった。 そこで、上記の四方弁の問題点を解消するために実開平３−１１４６８１号の 四方弁が提案されている。 この四方弁は、図１０に示す構造のものであり弁本体１２とこの弁本体１２の 上部に配設された電磁石２８とからなり、弁本体１２は円筒状のボディ１３と、 そのボディ１３の下端部に取付けられた弁座１４と、そのボディ１３内に回動可 能に配設された円柱状の弁体１５とからなり、上記弁座１４には所要の角度間隔 で導入口１６と導出口１７、ならびに二つの通穴が形成されている。

【０００６】 また、上記弁体１５はプラスチックマグネットで形成され、弁体１５には上記 導入口１６と前記二つの通孔のいずれかとを交互に連通させるガイド孔２４が穿 設されると共に、上記導出口１７と二つの通孔のいずれかを交互に連通させる連 絡溝２５が形成され、導入口１６には先端をガイド孔２４に突入して銅製の導入 管２０が取付けられ、この突入部４０はガイド孔２４の端部に当接して弁体１５ の回動を制限するストッパーとなり、電磁石２８下方部はボディ１３の外側面に 着脱可能に取付けられている。

【０００７】 なお、この考案の四方弁の弁座１４の軸心には弁体１５を取付けるシャフト１ ９が立設されており、また圧縮機の吐出側に通じる導入管２０が上記導入口１６ に取付けられると共に、圧縮機の吸入側に通じる導出管２１が導出口１７に取付 けられている。 さらに、ボディ１３の上部にはボディキャップ２６が取付けられており、この ボディキャップ２６と弁体１５の上面との間には弁室２７が形成されている。

【０００８】 しかしながら、上記提案の四方弁では、弁体１５の全体をプラスチックマグネ ットで形成しており、そのため着磁は等方性であり、磁気特性に問題があると共 に、プラスチックマグネットの弁体１５は硬いため、弁座１４とのシート面での シールの安定性を確保するためには弁座１４や弁体１５のシート面の仕上精度を 精密にする必要があった。

【０００９】 また、弁体１５を取り付けるシャフト１９は弁座１４の中心の穴とボディキャ ップ２６の中心凹溝とでフリーで支持されており、弁体１５はこのシャフト１９ で径方向の動きは抑制されているが、軸方向の動きは弁座１４とボディキャップ ２６の間で自由状態である。 従って、シャフト１９のフリー支持と相まって、衝撃に対し音発生や弁体１５ の破損などの危険性もある。

【００１０】 さらに、電磁石２８のコイル４３は縦置きになっており、その両側に鉄芯４４ ，４５が非対称形状に配設され、形状および寸法の異なる２種類の鉄芯４４，４ ５を必要とし、部品点数が増えると共に、両側の鉄芯４４，４５が矢印Ｘで示す 部分で相互に近接する箇所ができるため、磁束の漏洩が発生して効率減をまねく という問題があった。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、前記従来の問題点を解決するためになされたものであり、作動中の 磁気特性を良好にし、かつ弁と弁座とのシート面でのシール安定性の確保を容易 とし、しかも弁体の破損などの恐れをなくし、磁束漏洩の低減、ならびに部品点 数の低減や、弁全体のコンパクト化がはかれる四方弁を提供することを目的とし ている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、本考案の四方弁は、弁本体とその弁本体の上部に 配設された電磁石とからなり、その弁本体は、円筒状のボディと、そのボディの 下端に取付けられた弁座と、そのボディ内面に回動可能に配設された円筒状のプ ラスチックマグネット内に円筒状のヨークおよび樹脂製の弁をそれぞれ順次一定 位置に組付けたローターアッシーとからなると共に、上記弁座には所要の角度間 隔で導入口と導出口、ならびに二つの通孔が形成され、また上記弁には上記導入 口と二つの通孔とのいずれかとを交互に連通させるガイド孔が穿設され、かつ上 記導出口と二つの通孔のいずれかとを交互に連通させる連絡溝が形成され、導入 口には先端をガイド孔に突出して導入管が取付けられることを特徴としている。

【００１３】 以上の構成からなる四方弁では、電磁石をボディ上部に配設することで弁本体 をコンパクトに形成できると共に、導入口を弁座に設け、導入管をボディ底部に 取付けるようにしたのでガイド孔に導入管を突出させて弁体回動のストッパとし て利用できる。 また、弁体をプラスチックマグネット、ヨークおよび樹脂製の弁からなるロー ターアッシーとして、プラスチックマグネットを円筒状にしたので、異方性着磁 とすることができ、磁気特性を良好にすることができ、弁と弁座とのシール安定 性の確保が容易になる。

【００１４】 一方、上記ローターアッシーに組付けられた弁の中心の穴に遊嵌するシャフト の下端が弁座の中心に固定され、かつそのシャフトの上部が、ローターアッシー の軸方向の移動を規制する方向にスプリングで付勢されたガイドの中心に貫設さ せることは、上記ローターアッシーのプラスチックマグネットとヨークとの上方 への移動を規制し、弁自体の破損を防止する上で好ましく、さらに弁本体の上部 に配設される電磁石のコイルを横置きとし、かつ電磁石の両側の鉄芯を左右対称 に形成することは、部品点数の低減と磁束の漏洩を抑制する上で望ましい構成で ある。

【００１５】

【実施例】

以下図面を参照して本考案の四方弁の実施例を説明するが、図１は本考案の一 実施例に係る四方弁の側断面図、図２は図１の正面図、図３は図２のＡ−Ａ方向 の側面図、図４は図１のローターアッシーの平面図、図５は図４の側断面図、図 ６は図１のガイドの側断面図、図７は図６の平面図、図８は図１の電磁石のコイ ルへの通電をオフにした時のローターアッシーの作動を示す平面図、図９は図８ の電磁石のコイルの通電方向を逆にした時のローターアッシーの作動を示す平面 図である。

【００１６】 まず、図１から図３までに示すこの四方弁は、弁本体１２と、この弁本体１２ の上部に着脱可能に配設された電磁石２８とからなり、その弁本体１２は円筒状 のボディ１３と、そのボディ１３の下端に取付けられた弁座１４と、そのボディ １３の内面に回動可能に配設されたローターアッシー３１とから構成されている 。

【００１７】 次に、このローターアッシー３１は、ボディ１３の内面に回動可能な円筒状の プラスチックマグネット３２と、図４および図５に示すごとく、このプラスチッ クマグネット３２の底部の周囲に設けた四箇所の凹溝３３，３４，３５，３６の うち１箇所の凹溝３３のみを他の凹溝３４，３５，３６よりも狭幅として、これ らの各凹溝３３，３４，３５，３６の各溝幅に対応して一定位置に組付けられる 各凸部３７を底部に設けたナイロンなどの樹脂製の弁３８を、円筒状のヨーク３ ９を介して組付けしており、上記ヨーク３９の内周面に設けたスリット４１に対 し弁３８の外周面に設けた突起４２が嵌合するようになっており、この実施例で は弁３８の狭幅の凸部３７と同一径方向位置にヨーク３９のスリット４１が設け られている。

【００１８】 なお、これらの凹凸溝の嵌合は、使用中温度が上昇しても材料の膨張係数の違 いにより固定化しないだけの隙間を持たせて嵌合されるようにしている。 すなわち、ローターアッシー３１は、プラスチックマグネット３２の内側に、 円筒状のヨーク３９が、そして、そのヨーク３９の内側に弁３８が、それぞれ順 次一定位置に組付けられている。

【００１９】 また、弁座１４はボディ１３の下端部周縁にロー付けなどにより取付けられて おり、この弁座１４には弁座１４の軸心をはさんで互いに対向する位置で、かつ その軸心を中心として所要の角度間隔で導入口１６および導出口１７、ならびに 二つの通孔が形成されている。 なお、この実施例では、導入口１６、導出口１７、ならびに二つの通孔が弁３ ８の軸心を中心にそれぞれ９０°の間隔で配置されている。

【００２０】 さらに、上記の弁３８には導入口１６と二つの通孔とのいずれかとを連通させ るガイド孔２４が穿設され、かつ上記導出口１７と二つの通孔のいずれかとを交 互に連通させる連絡溝２５が形成され、導入口１６には先端をガイド孔２４に突 入して導入管２０が取付けられているが、この導入管２０の先端にはステンレス 鋼などの剛性のあるストッパー５０を取り付けている。

【００２１】 なお、ガイド孔２４に突入した導入管２０の先端の突出部であるストッパー５ ０は、ガイド孔２４の端部に当接して弁３８の回動を制限するストッパーの機能 をする。 このような剛性のある材料のストッパー５０を採用したのは、弁３８の作動力 増大のため、弁３８の回転力によって、従来の銅管の導入管２０をストッパーと したのでは、そのストッパーがつぶれたり、変形して流路が減少し、弁３８の回 転位置ずれが発生することを防止するためである。

【００２２】 次に、ローターアッシー３１に組付けされた弁３８の中心の穴に遊嵌するシャ フト１９の下端は、弁座１４の中心に設けた穴に圧入して固定されており、その シャフト１９の上部は、ローターアッシー３１の軸方向の移動を規制するように 矢印Ｐ方向にスプリング６０て付勢された図６，図７に示すガイド６１の中心に 設けたシャフト用孔６２に貫設置されている。

【００２３】 すなわち、このガイド６１は、プラスチックマグネット３２、ヨーク３９と弁 ３８とからなるローターアッシー３１の各部品を前記のごとく、それぞれ一定位 置に保持させる機能と、シャフト１９に対しての回転中心を形成するための機能 とを有し、このガイド６１の筒状外径部がヨーク３９の内径部にほぼ同径で挿入 され、ガイド６１のつば部６８がプラスチックマグネット３２とヨーク３９の軸 方向、すなわち上方向への移動を規制する。

【００２４】 また、ガイド６１のシャフト用孔６２に沿ってスプリング６０とスプリングホ ルダー６３が挿入され、ガイド６１の平面部とボディキャップ６４の中心平面部 の間でこれらが保持され、スプリング６０によりガイド６１は下方へ、そしてス プリングホルダー６３は上方へ押されるようになっている。 なお、スプリングホルダー６３の下方端部とガイド６１の平面部との間は、ロ ーターアッシー３１がスプリング６０の反力に抗して上方に移動したとしても、 ストッパー５０から弁３８のガイド孔２４が抜け出ない距離を保つよう設定され ている。

【００２５】 なお、図７のガイド６１に四箇所穿孔している丸孔７０は流体の通過孔である 。 次に、弁本体１２の上部に配設される電磁石２８のコイル４３は横置きとなっ ており、その両側の鉄芯８０を左右対称の同一形状、同一寸法として一種類の鉄 芯８０を左右両側に使用しており、両側の鉄芯８０が近接する箇所がないので、 磁束の漏洩が極力抑えられて、効率は良くなる。

【００２６】 また、この実施例の四方弁では、電磁石２８とその下方部のボディ１３とは、 図２、図３に示すように両者にまたがる止め金９０を取り付け、取り外すことに より、電磁石２８を着脱可能としており、メインテナンス等を容易にしている。 なお、図１の電磁石２８には端子１００が取り付けられているが、ここからリ ード線を出してもよく、またボディキャップ６４には電磁石２８の位置決め用の 突起６５が設けられている。

【００２７】 また、この実施例の四方弁では、上記導入口１６には圧縮機の吐出側に通じる 導入管２０が取付けられ、導出口１７には圧縮機の吸入側に通じる導出管２１が 取付けられている。 次に、上記の実施例の四方弁の作動について説明すると、図８において電磁石 ２８のコイル４３への通電をオフにした時、プラスチックマグネット３２、ヨー ク３９、弁３８からなるローターアッシー３１が時計方向（図９では反時計方向 ）に回る力が作用するように、プラスチックマグネット３２の磁束分布状態と鉄 芯８０の幅Ｗを設定しておくものとするが、上記時計方向の回転もストッパー５ ０によりその回動がストップされて図８に示すような暖房運転の状態となる。

【００２８】 なお、この場合、左右の鉄芯８０のＳ極、Ｎ極と、プラスチックマグネット３ ２のＳ極とＮ極とがそれぞれ反発し合い、弁３８は時計方向に回るようになって いる。 次に、図８の状態から、コイル４３への通電方向を逆にすると、電磁石２８の 極性が変わり、図９の状態に示すようにローターアッシー３１は反時計方向に回 る力が作用して反時計方向に回転し、ストッパー５０がガイド孔２４の一端側に 当接して弁３８の回動が止り、冷房運転の状態となる。

【００２９】

【考案の効果】

以上に説明したように、本考案の四方弁によれば、電磁石を弁本体の上部に配 設できるので弁全体としてスマートで、かつコンパクトな形状に形成できると共 に、電磁石をボディに対し着脱可能な構造とすることが容易であり、メインテナ ンス等が容易になる。

【００３０】 また、本考案では弁体をプラスチックマグネットと、ヨークと、樹脂製の弁と からなるローターアッシーとして、それぞれを一定位置に組付けており、プラス チックマグネットの形状を円筒状に形成できるので、異方性着磁とすることがで きて磁気特性を良くすることができ、またプラスチックマグネットの内側にヨー クを接合しているので漏洩磁束を抑えることができ、さらに弁をナイロンなどの 樹脂で形成しているので弁座とのシール安定性確保が容易に行なわれる。

【００３１】 一方、ローターアッシーはその中心の穴を遊貫するシャフトで弁座の中心で回 動するようになっているが、その上部のガイドにより上方への移動が抑制される ようになっているので、衝撃によって弁が破損する恐れがなく、信頼性が向上す る。 また、弁本体の上部に配設される電磁石のコイルを横置きとし、かつ両側の鉄 芯を左右対称のものとしているので、１種類の鉄芯の使用が可能となり経済的で あると共に、両側の鉄芯が近接する箇所がないので磁束の漏洩が極力抑えられ、 効率が良くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る四方弁の側断面図であ
る。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ方向の側面図である。

【図４】図１のローターアッシーの平面図である。

【図５】図４の側断面図である。

【図６】図１のガイドの側断面図である。

【図７】図６の平面図である。

【図８】図１の電磁石のコイルへの通電をオフにした時
のローターアッシーの作動を示す平面図である。

【図９】図８の電磁石のコイルの通電方向を逆にした時
のローターアッシーの作動を示す平面図である。

【図１０】従来例の四方弁の側断面図である。

【符号の説明】

１２ 弁本体 １３ ボディ １４ 弁座 １６ 導入口 １７ 導出口 １９ シャフ
ト ２０ 導入管 ２１ 導出管 ２４ ガイド孔 ２５ 連絡溝 ２８ 電磁石 ３１ ロータ
ーアッシー ３２ プラスチックマグネット ３８ 弁 ３９ ヨーク ４３ コイル ６０ スプリング ６１ ガイド ８０ 鉄芯

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【手続補正書】

【提出日】平成５年８月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部に電磁石を配設した弁本体が、円筒
   状のボディと、そのボディの下端に取付けられた弁座
   と、そのボディ内面に回動可能に配設された円筒状のマ
   グネット内に円筒状のヨークおよび弁をそれぞれ順次一
   定位置に取付けたローターアッシーとからなると共に、
   上記弁座には所要の角度間隔で導入口と導出口、ならび
   に二つの通孔が形成され、上記弁には、上記導入口と二
   つの通孔とのいずれかとを交互に連通するガイド孔が穿
   設され、かつ上記導出口と二つの通孔のいずれかとを交
   互に連通させる連絡溝が形成され、導入口には導入管が
   取付けられている四方弁。
2. 【請求項２】 ローターアッシーに組付けられた弁の中
   心の穴に遊嵌するシャフトの下端が弁座の中心に固定さ
   れ、かつそのシャフトの上部が、ローターアッシーの軸
   方向の移動を規制する方向にスプリングで付勢されたガ
   イドの中心に嵌設された請求項１記載の四方弁。
3. 【請求項３】 弁本体の上部に配設される電磁石のコイ
   ルを横置きとし、かつ電磁石の両側の鉄芯を左右対称に
   形成した請求項１記載の四方弁。